JP5341055B2

JP5341055B2 - ガントリ移動型ｃｔスキャナ

Info

Publication number: JP5341055B2
Application number: JP2010272209A
Authority: JP
Inventors: 正司舞田; 充小林
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: JP2011045775A

Description

本発明は、ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）が静止した被検体に向かって移動して、前記被検体へ放射線を照射するガントリ移動型ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ（ｓｃａｎｎｅｒ）に関する。

一般に、ＣＴスキャナにおいては、放射線を照射するガントリが固定され、被検体がガントリへ移動する構成となっている。

このようなＣＴスキャナを用いて、被検体の患部等の位置を検出し、その位置情報に基づいて放射線治療や手術を行う場合、ガントリが静止しているので、被検体側を移動して放射線治療や手術を行なう必要があり、位置の再現性が難しい問題点がある。

そこで、被検体が静止し、ガントリが移動するガントリ移動型ＣＴスキャナが提案されている。

しかし、ガントリ移動型ＣＴスキャナにおいては、重量のあるガントリを応答性よく駆動する必要があるために、駆動源にサーボモータ（ｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒ）を使用する。

さらに、駆動源の慣性モーメント（ｍｏｍｅｎｔ）を減らして大きなトルク（ｔｏｒｑｕｅ）を得るために、減速比の大きな減速機を介して駆動する構成となっている。

このような構成のＣＴスキャナの場合、診断中に停電時した場合、被検体からガントリを退避させ、被検体を寝台から下ろす必要がある。

しかし、サーボモータ自体の回転抵抗が減速機により増幅され、ブレーキ（ｂｒａｋｅ）がかかったような状態となり、人手で容易にガントリを動かすことができない問題点がある。

これを解決するために、駆動系にクラッチを設け、クラッチを切ることによりガントリを移動可能とすることが考えられる。

しかし、クラッチを用いると、構成が複雑になり、また、クラッチとして噛み合いクラッチを用いると、クラッチの入り切りの際に、バックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）により、位置精度が低下する問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その第１の課題は、停電時に容易にガントリを移動できるガントリ移動型ＣＴスキャナを提供することにある。

第２の課題は、簡単な構成で停電時に容易にガントリを移動できるガントリ移動型ＣＴスキャナを提供することにある。

上記課題を解決する請求項１記載の発明は、ガントリが静止した被検体に向かって移動して、前記被検体へ放射線を照射するガントリ移動型ＣＴスキャナであって、前記ガントリに、減速機を介して駆動される駆動輪と、該駆動輪の近傍に設けられた自由回転可能な補助輪と、該駆動輪を床から持ち上げ、前記補助輪を前記床に当接させる駆動輪持ち上げ機構とを設けたことを特徴とするガントリ移動型ＣＴスキャナである。

駆動輪は減速機を介して駆動されているので、ガントリ移動中に停電すると、モータ等の駆動源自体の回転抵抗が減速機により増幅され、ブレーキがかかったような状態となり、ガントリは即座に停止する。

そして、駆動輪持ち上げ機構を動作させ、駆動輪を床から持ち上げ、自由回転可能な補助輪を床に当接させることにより、ガントリは容易に移動可能となる。

駆動輪を持ち上げるだけなので、位置精度は低下しない。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の前記駆動輪持ち上げ機構は、前記駆動輪の車軸に基端部側が回転可能に設けられたアーム部材と、該アーム部材の先端部側に設けられた補助輪と、ベース側に、軸方向の移動が禁止された状態で回転可能に設けられたねじ棒と、前記アーム部材に設けられ、回り止めがなされ、前記ねじ棒が螺合するナット部材とからなることを特徴とするガントリ移動型ＣＴスキャナである。

ねじ棒を回転させると、ねじ棒に螺合しているナットは回り止めがなされているので、ナットおよびこのナットが設けられたアーム部材はねじ棒に沿って移動し、アーム部材は駆動輪の車軸を中心に回転し、アーム部材の先端部側に設けられた補助輪が床に当接し、アーム部材の基端部側の駆動輪が床から持ち上がる。

ねじ棒とナット部材とからなる簡単な機構で、駆動輪を床から持ち上げ、自由回転可能な補助輪を床に当接させることにより、ガントリは容易に移動可能となる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の前記駆動輪持ち上げ機構は、前記駆動輪の車軸に中間部が回転可能に設けられたアーム部材と、該アーム部材の一方の回転端部側に設けられた補助輪と、前記アーム部材の他方の端部側に一端部が回転可能に取り付けられた第１のリンクと、該第１のリンクの中間部に一端部が回転可能に取り付けられ、他端部が前記ベース側に回転可能に取り付けられ、前記駆動輪が床に当接している状態では、前記第１のリンクの一方の端部側とで略「く」字形となってトグル・ジョイント機構を形成する第２のリンクと、該第１のリンクの前記第２のリンクとの接続部よりさらに前記第１のリンクの他端部側に
一端部が回転可能に取り付けられ、前記トグル・ジョイント機構の「く」字の山を潰す方向に前記第１のリンクを回転した場合、前記第１のリンクと前記第２のリンクとに当接する第３のリンクとからなることを特徴とするガントリ移動型ＣＴスキャナである。

アーム部材の中間部には駆動輪の車軸が、一方の端部側には補助輪が設けられ、他方の端部側に第１のリンクの一端部が設けられているので、トグル・ジョイント機構の「く」字の山を潰す方向に第１のリンクを回転すると、駆動輪の車軸を中心にアーム部材が持ち上げられ、駆動輪が床から持ち上げられ、補助輪が床に当接する。

この時、ガントリの自重により、トグル・ジョイント機構の「く」字の山を作る方向に第１のリンクと第２のリンクに力が作用するが、第３のリンクが第１のリンクと第２のリンクとに当接するので、その状態を保持する。

第１から第３のリンクからなる簡単なトグル・ジョイント機構で、駆動輪を床から持ち上げ、自由回転可能な補助輪を床に当接させることにより、ガントリは容易に移動可能となる。

以上述べたように本発明によれば、停電時に容易にガントリを移動できるガントリ移動型ＣＴスキャナを実現できる。

一実施の形態例のガントリ移動型ＣＴスキャナの断面構成図である。図１の左側面から見た断面構成図である。図１の駆動輪持ち上げ機構の拡大図である。図３の左側面図である。駆動輪持ち上げ機構の他の例を説明する要部構成図である。図５の動作を説明する図である。図５の動作を説明する図である。

次に図面を用いて本発明の一実施の形態例を説明する。

（全体構成）
最初に、一実施の形態例のガントリ移動型ＣＴスキャナの全体構成を図１および図２を用いて説明する。図１は一実施の形態例のガントリ移動型ＣＴスキャナの断面構成図、図２は図１の左側面から見た断面構成図である。

図１において、被検体１は床Ｆ上に固定された寝台３上に載置されている。

また、床Ｆ上には、レール（ｒａｉｌ）５が設けられ、このレール５上をガントリ７が移動するようになっている。

ガントリ７において、ベース（ｂａｓｅ）１１上にはベース１１に対して、前後方向に傾斜可能に設けられたサブベース（ｓｕｂｂａｓｅ）１３が設けられている。サブベース１３には固定ケーシング（ｃａｓｉｎｇ）１５が設けられ、固定ケーシング１５に対して回転ケーシング１７が回転可能に設けられている。

図２において、１９はサブベース１３に設けられ、ベルト（ｂｅｌｔ）２１を介して回転ケーシング１７を回転駆動するモータである。

回転ケーシング１７には、回転ケーシング１７内に載置される被検体１に対して放射線を放射する放射線源であるチューブ（ｔｕｂｅ）２３と、被検体１を透過した放射線を検出するディテクタ（ｄｅｔｅｃｔｏｒ）２５とが設けられている。又、２７はチューブ２３の近傍に設けられ、チューブ２３の放射線の放射方向を整えるコリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）である。

モータ（ｍｏｔｏｒ）１９によって回転ケーシング１７が回転することにより、チューブ２３とディテクタ２５とが被検体１の周囲を回転移動し、被検体１を透過した透過放射線がディテクタ２５により検出される。このような透過放射線の検出をスキャン（ｓｃａｎ）と称し、このスキャンによって得られた複数ビュー（ｖｉｅｗ）に基づいて被検体１の断層像が再構成される。

図１にもどって、ベース１１には、レール５上を転動する従動輪３１と、モータ３２により駆動され、減速比の大きな減速機（図２参照）３４を介して駆動され、レール５上を転動する駆動輪３５とが設けられている。

また、駆動輪３３の近傍には、自由回転可能な補助輪３７が設けられている。本実施の形態例では、この補助輪３７は、通常の状態では、レール５と若干の隙間を介して位置するように配置されている。

そして、駆動輪持ち上げ機構５０を作動させると、駆動輪３３はレール５（床Ｆ）から持ち上げられるようになっている。

（駆動輪持ち上げ機構）
図３および図４を用いて駆動輪持ち上げ機構５０を説明する。図３は図１の駆動輪持ち上げ機構の拡大図、図４は図３の左側面図である。

図３において、ベース１１にボルト（ｂｏｌｔ）５３を用いて駆動輪３３を支持する２枚の第１のサブベース５５，５５′が設けられている（第１のサブベース５５′は図４参照）。

さらに、第１のサブベース５５，５５′の上部には、ボルト５７を用いて第２のサブベース５９，５９′が取り付けられている（第２のサブベース５９′は図４参照）。

駆動輪３３の車軸６１には、アーム（ａｒｍ）部材６３，６３′の基端部が回転可能に設けられている（アーム部材６３′は図４参照）。このアーム部材６３，６３′の回転端部側の下部には、補助輪３７が自由回転可能に設けられている。

図４において、第２のサブベース５９，５９′間には、ねじ棒７１が上下方向に配置されている。このねじ棒７１は、上から上部小径部７３、大径部７５，下部小径部７７に大別される。

上部小径部７３には、ボルトの頭部状に形成されたボルト頭部７３ａと、おねじが形成された第１のおねじ部７３ｂが形成されている。

下部小径部７７には、おねじが形成された第２のおねじ部７７ａが形成されている。

第２のサブベース５９，５９′間には、ねじ棒７１の上部小径部７３が挿通する穴８１ａが形成されたねじ棒支持部材８１が設けられ、このねじ棒支持部材８１には、第２のサブベース５９，５９′に形成された穴５９ａ，５９ａ′に嵌合する凸部８１ｂ，８１ｃが形成され、第２のサブベース５９，５９′間に固定されている。

さらに、ねじ棒７１の上部小径部７３の第１のおねじ部７３ｂには、ベアリングナット（ｂｅａｒｉｎｇ−ｎｕｔ）８３が螺合し、ベアリングナット８３と、ねじ棒７１の大径部７５と上部小径部７３との段部７１ａとがねじ棒支持部材８１を挟持することにより、ねじ棒７１は軸方向の移動が禁止された状態で、回転可能に保持されている。

アーム部材６３，６３′間には、ねじ棒７１の第２のおねじ部７７ａが螺合するめねじ部８５ａが形成されたナット部材８５が配設されている。

ナット部材８５には、アーム部材６３，６３′に形成された穴６３ａ，６３ａ′に嵌合する凸部８５ｂ，８５ｃが形成され、アーム部材６３，６３′間に回り止めがなされた状態で固定されている。

ねじ棒７１の下部の端面には、円板状のストッパ８７がねじ８９を用いて取り付けられている。

さらに、アーム部材６３において、９１，９１′は補助輪３７の車軸３７ａを回転可能に支持するベアリングである。

次に、上記構成の動作を説明する。

ガントリ７を移動させながら診断を行っている最中に停電すると、駆動輪３３は減速比の大きな減速機３４を介して駆動されているので、即座にガントリ７は停止する。

ここで、被検体１からガントリ７を退避させ、被検体１を寝台３から下ろす必要がある場合、レンチ（ｗｒｅｎｃｈ）でボルト頭部７３ａを回転させ、ねじ棒７１を回転させる。

軸方向の移動が禁止されたねじ棒７１が回転すると、ねじ棒７１の第２のおねじ部７７ａに螺合しているナット部材８５は回り止めがなされているので、ナット部材８５およびこのナット部材８５が設けられたアーム部材６３，６３′はねじ棒７１に沿って移動し、アーム部材６３，６３′は駆動輪３３の車軸６１を中心に回転し（図３において、矢印Ｉ方向）、アーム部材６３，６３′の先端部側に設けられた補助輪３７がレール５に当接し、アーム部材６３，６３′の基端部側の駆動輪３３がレール５から持ち上げられる。

上記構成によれば、駆動輪３３がレール５から持ち上げられ、補助輪３７がレール５に当接することにより、ガントリ７は容易に移動可能となる。

また、ねじ棒７１とナット部材８５とからなる簡単な機構でガントリ７を容易に移動できる。

さらに、駆動輪３３を持ち上げるだけなので、位置精度が低下しない。

尚、本発明は、上記実施の形態例に限定するものではない。上記実施の形態例では、通常時は、補助輪３７はレール５と若干の隙間を介して位置するように配置されるようにしたが、レール５に当接し転動可能としてもよい。

また、上記実施の形態例では、停電時に、ガントリ７は減速比の大きな減速機３４のブレーキ力により即座に停止するようにしたが、停電すると、モータ軸の回転を止めるブレーキを設ければ、さらに安全性が向上する。

さらに、上記実施の形態例では、駆動輪持ち上げ機構として、ねじ棒とナットを用いた機構を利用したが、例えば、図５に示すようなトグル・ジョイント（ｔｏｇｇｌｅｊｏｉｎｔ）機構を用いてもよい。尚、図５の状態は、駆動輪が床Ｆに当接し、駆動輪が駆動されてガントリが移動する状態である。

図において、駆動輪１０１の車軸１０３にアーム部材１１１の中間部が回転可能に設けられている。

アーム部材１１１の一方の回転端部側には、通常時には、レール５と若干の隙間を介して位置するように設けられた補助輪１２１が設けられている。

アーム部材１１１の他方の回転端部には、第１のリンク１３１の一端部がピン１３３を用いて回転可能に取り付けられている。第１のリンク１３１は、中間部の２箇所Ａ，Ｂで上方に屈曲している。

この第１のリンク１３１の中間部（Ａ）には、第２のリンク１４１の一端部がピン１４３を用いて回転可能に取り付けられている。この第２のリンク１４１の他端部は、ピン１４５を用いてベースに取り付けられている。

そして、駆動輪１０１が床に当接している状態では、第１のリンク１３１の一方の端部側と、第２のリンク１４１とで略「く」字形となって、トグル・ジョイント機構が形成されている。

また、第１のリンク１３１の第２のリンク１４１との接続部よりさらに第１のリンク１３１の他端部側、すなわち、第１のリンク１３１の中間部（Ｂ）には、第３のリンク１５１の一方の端部がピン１５３を用いて回転可能に取り付けられている。第３のリンク１５１の中間部は２箇所Ｃ，Ｄで折曲され、第２のリンク１４１に当接可能な第１当接面１５５と、角部が第２のリンク１４１に当接可能な折曲角部１５７と、第１のリンク１３１に当接可能な第２当接面１５９とが形成されている。

図５に示す状態で、第１のリンク１３１の他方の回転端部側をＦ方向に押して、トグル・ジョイント機構の「く」字の山を潰す方向に第１のリンク１３１を回転させると、駆動輪１０１の車軸１０３を中心として、アーム部材１１１は矢印ＩＩ方向方向に回転し、補助輪１２１がレール５上に当接する。補助輪１２１がレール５に当接した後は、図６に示すように、補助輪１２１の車軸１２３を中心にアーム部材１１１が矢印ＩＩ方向に回転し、駆動輪１０１がレール５より持ち上げられ、ガントリは容易に移動可能となる。

図６に示すように、第１のリンク１３１の一方の端部側と、第２のリンク１４１とが略直線状となると、第３のリンク１５１の第１当接面１５５が第２のリンク１４１に当接するとともに、第３のリンク１５１の第２当接面１５９が第１のリンク１３１に当接し、その状態が保持される。

この状態を解除するには、図６において、第３のリンク１５１を矢印Ｇ方向に押す。すると、第３のリンク１５１は、第２のリンク１４１に当接する折曲角部１５７を支点として回転し、第１のリンク１３１および第２のリンク１４１に対して、第１のリンク１３１の一方の端部側と、第２のリンク１４１とが略直線状となる状態を潰すように作用する。さらに、第３のリンク１５１の第１当接面１５５が第２のリンク１４１に当接する状態、および、第３のリンク１５１の第２当接面１５９が第１のリンク１３１に当接する状態が解除され、図７に示すような状態となり、補助輪１２１の車軸１２３を中心にアーム部材１１１が矢印ＩＩ
Ｉ方向に回転し、駆動輪１０１がレール５上に当接し、駆動輪１０１の当接後は、駆動輪１０１の車軸１０３を中心に回転し、もとの状態へ復帰する。

５レール
７ガントリ
３３駆動輪
３７補助輪
５０駆動輪持ち上げ機構

Claims

静止した被検体に向かってレール上を移動して、前記被検体へ放射線を照射するガントリと、前記ガントリを移動させるための移動手段とを備えたガントリ移動型ＣＴスキャナであって、
前記移動手段は、
前記ガントリとそれに対向する床との間の空間内において、前記ガントリに設けられており、
前記レールに対応する位置に設けられた減速機を介して駆動される駆動輪と、
該駆動輪の近傍であって前記レールに対応する位置に設けられ、自由回転可能な補助輪と、
前記駆動輪の車軸と前記補助輪の車軸とが共に設けられたアーム部材を有し、前記アーム部材を回転させることによって前記補助輪を前記レールに当接し、前記駆動輪を前記レールから持ち上がるように移動する駆動輪持ち上げ機構と
を備え、
前記駆動輪持ち上げ機構は、
前記駆動輪の車軸に基端部側が回転可能に設けられ、前記補助輪の車軸が先端部側に回転可能に設けられたアーム部材と、
軸方向の移動が禁止された状態で回転可能に設けられたねじ棒と、
前記アーム部材に設けられ、回り止めがなされ、前記ねじ棒が螺合するナット部材と、
前記ガントリに対し固定され、前記ねじ棒を、軸方向の移動が禁止された状態で回転可能に支持するねじ棒支持部材と
を備え、
前記ねじ棒を回転させることによる前記ナット部材及びアーム部材の前記ねじ棒に沿った移動により、前記補助輪が前記レールに当接すると共に前記駆動輪が前記レールから持ち上げられる
ことを特徴とするガントリ移動型ＣＴスキャナ。
静止した被検体に向かってレール上を移動して、前記被検体へ放射線を照射するガントリと、前記ガントリを移動させるための移動手段とを備えたガントリ移動型ＣＴスキャナであって、
前記移動手段は、
前記ガントリとそれに対向する床との間の空間内において、前記ガントリに設けられており、
前記レールに対応する位置に設けられた減速機を介して駆動される駆動輪と、
該駆動輪の近傍であって前記レールに対応する位置に設けられ、自由回転可能な補助輪と、
前記駆動輪の車軸と前記補助輪の車軸とが共に設けられたアーム部材を有し、前記アーム部材を回転させることによって前記補助輪を前記レールに当接し、前記駆動輪を前記レールから持ち上がるように移動する駆動輪持ち上げ機構と
を備え、
前記駆動輪持ち上げ機構は、
前記駆動輪の車軸に中間部が回転可能に設けられ、前記補助輪の車軸が一方の回転端部側に設けられたアーム部材と、
前記アーム部材の他方の端部側に一端部が回転可能に取り付けられた第１のリンクと、
該第１のリンクの中間部に一端部が回転可能に取り付けられ、他端部が前記ガントリに対し回転可能に取り付けられ、前記駆動輪が床に当接している状態では、前記第１のリンクの一方の端部側とで略「く」字形となってトグル・ジョイントを形成する第２のリンクと、
該第１のリンクの前記第２のリンクとの接続部よりさらに前記第１のリンクの他端部側に一端部が回転可能に取り付けられ、前記トグル・ジョイントの「く」字の山を潰す方向に前記第１のリンクを回転した場合、前記第１のリンクと前記第２のリンクとに当接する第３のリンクと
を備える
ことを特徴とするガントリ移動型ＣＴスキャナ。